![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Моделирование процесса тепло- и массообмена в системах с распределенными параметрами
Моделируется процесс тепло- массообмена в слое зерна I, через который продувается сушильный агент 2 (рис. 6.1.).
В основе расчета параметров режима сушки зерна в плотном слое лежит упрощенный механизм тепло- и массообмена. в котором приняты следующие предпосылки: влага в зерне находится в жидком состоянии; тепло- и массообмен происходит только между сушильным агентом и зерном; температурный градиент внутри отдельных зерновок пренебрежимо мал; теплообмен между сушильным агентом и зерном осуществляется путем конвекции. С учетом сделанных предпосылок процесс сушки можно описать системой дифференциальных уравнений (6-1)-(6-4). Первое уравнение системы отражает закон сохранения энергии в процессе сушки: тепло, переданное нагретым воздухом (левая часть равенства), расходуется на нагрев зерна и испарение влаги. Второе уравнение составлено в соответствии с законом сохранения вещества.
где t - температура сушильного агента, °С; d - влагосодержание сушильного агента, г/кг сухого воздуха; W - влажность зерна, %; T - температура зерна, °С; V - скорость сушильного агента, м/с; C3, Cв - соответственно теплоемкость зерна и воздуха, кДж/кг·°С; e - порозность зернового слоя; r1 - скрытая теплота парообразования воды, кДж/кг; aq - коэффициент теплоотдачи, ккал/кг·ч·°С; g3 - объемная масса зерна, кг/м3; gв - удельный вес воздуха, кг/м3; K - коэффициент сушки, I/ч; Wр - равновесная влажность зерна, %; x - пространственная координата, м; t - время, ч. Последние два уравнения отражают соответственно законы тепло- и массообмена между зерном и сушильным агентом. Решение системы дифференциальных уравнений осуществляется численным методом, основанным на последовательном (во времени и пространстве) расчете процесса сушки тонкого слоя. Изменением влажности и температуры по высоте этого слоя можно принебречь. Процесс сушки тонкого зернового слоя в течение периода времени Dt, за которое скорость сушки изменяется незначительно, описывается системой алгебраических уравнений:
где d - толщина тонкого слоя, м. Толщину можно определить по формуле
а коэффициент сушки
Температура зерна и сушильного агента связаны соотношением
где ti-1, ti - температура сушильного агента соответственно на входе и на выходе i-го слоя °С. Зависимость (6-11) позволяет исключить из рассмотре-ния уравнения (6-7) и рассчитывать теплообмен в про-цессе сушки по уравнению теплового баланса (6-5). Таким образом, для i-го тонкого слоя в интервале времени Dt можно будет рассчитать в jDt момент вре-мени значения параметров зерна и сушильного агента:
d
где B= При этом равновесная влажность зерна Wр определяется по формуле Гендерсона:
где j - влажность сушильного агента, %
Алгоритм моделирования процесса сушки зерна в толстом слое представлен на рис. 6.2. Алгоритм предусматривает ввод исходных данных (блок 1), установку начальных значений параметров (блоки 2 и 3), циклическое вычисление параметров воздуха и зерна для n слоев зерна и циклическую печать полученных параметров (блоки 4, 5, 6, 7, 8), управление внешним циклом при изменении времени за счет сравнения среднего значения влажности зерна Wср с конечной влажностью Wкон. (блоки 9, 10).
Средняя влажность по всем слоям в каждый момент времени определяется по формуле
Написав программу для реализации математической модели на ЭВМ, можно провести исследования на модели и определить влияние различных параметров на ход технологического процесса.
|